JP4038860B2

JP4038860B2 - 充電装置

Info

Publication number: JP4038860B2
Application number: JP03299198A
Authority: JP
Inventors: 秀幸佐藤; 秀治桶川; 紀男小山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2018-02-16
Also published as: JPH11233156A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラ一体型ビデオテープレコーダ（以下ビデオカメラという。）、携帯用電話機、パーソナルコンピュータ等の電子機器の電源として使用されるバッテリパックのバッテリセルを充電するのに使用して好適な充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、ビデオカメラ、携帯用電話機、パーソナルコンピュータ等の電子機器の電源として、リチウムイオン電池、ＮｉＣｄ電池、ニッケル水素電池等の２次電池で構成されたバッテリパックが使用されている。
【０００３】
斯るバッテリパックのバッテリセルを充電する充電装置としては従来より種々提案されている。斯る充電装置として充電中のバッテリセルの充電容量を表示（知る）するようにしたものとしては、このバッテリセルの充電容量が９０％（実用充電）に達したかどうかを判別して表示するようにしたもの、またはこの充電容量の０〜１００％までを段階的（例えば２０％，４０％，６０％‥‥１００％）に表示するようにしたものが提案されている。
【０００４】
然しながら上述の如き従来の表示ではバッテリパックのバッテリセルの充電の終了がわからず不必要な充電を行ってしまう不都合があった。
【０００５】
本発明は斯る点に鑑み、何時間後に充電が終了するか及びバッテリパックを使用する電子機器の使用可能時間を知ることができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明充電装置は、バッテリパックのバッテリセルを充電する充電回路と、このバッテリパックよりのバッテリセルの基準容量Ｂ、充電電流Ｉｃ、充電電流積算値Ｑ及びこのバッテリパックを使用する電子機器の消費電力Ｗを得る通信手段と、このバッテリセルの基準容量Ｂ、充電電流Ｉｃ及び充電電流積算値Ｑより前記バッテリセルの充電所要時間を算出する演算手段と、この演算手段の演算結果を表示する表示手段とを有し、この演算手段は、前記バッテリパックの充電電流が定電流領域にあるときの実用充電所要時間Ｔｊａ、
Ｔｊａ＝（Ｂ−Ｑ）／Ｉｃ＋αｎ
を算出し、このバッテリパックの充電電流が定電流領域以外にあるときの実用充電所要時間Ｔｊｂ、
Ｔｊｂ＝（Ｂ−Ｑ）／｛（Ｉｃ−Ｉｔｎ）／２＋Ｉｔｎ｝
を算出し、このバッテリセルの満充電所要時間を算出して、充電所要時間をこの表示手段に表示するようにしたものである。但し、αｎはバッテリセルの種別ごとの補正値、Ｉｔｎはバッテリセルの種別ごとの実用充電終了時の充電電流である。
【０００７】
本発明によれば、バッテリセルの充電所要時間を算出して表示するようにしたので、このバッテリセルが何時間後に充電が終了するかを知ることができる。
【０００８】
また、本発明充電装置は、更にこの演算手段にこのバッテリパックを使用する電子機器の消費電力Ｗを供給して、この演算手段によりこのバッテリセルの充電中の現在の充電容量でこのバッテリパックを使用する電子機器の使用可能時間を算出して、この表示手段に表示するようにしたものである。
【０００９】
斯る本発明によれば、更に充電中の現在の充電容量で、このバッテリパックを使用する電子機器の使用可能時間を算出して表示するようにしたので、充電中の現在のバッテリパックの充電容量でこの電子機器が何時間使用できるかを知ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図１〜図４を参照して本発明充電装置の実施の形態の例につき説明しよう。
【００１１】
図１において、１は本例による充電装置を示し、この充電装置１はこの充電装置１を制御する計算処理等を行うマイクロコンピュータ２と、充電回路３と、表示装置４と、ブザー５とを有している。
【００１２】
この充電回路３は従来周知の如く構成されたもので、商用電源を整流し所定の充電電流を出力し、後述する例えばビデオカメラを携帯時に駆動するバッテリパック１０の例えばリチウムイオン２次電池より成るバッテリセル１１を充電する如くしたものである。
【００１３】
この充電回路３はマイクロコンピュータ２よりの充電制御信号により充電制御が行われると共にこの充電回路３よりこのマイクロコンピュータ２にこの充電回路３における充電情報を伝送する如くする。
【００１４】
この充電回路３の正及び負の出力端子をこの充電装置１の正及び負の充電端子３ａ及び３ｂに接続する如くする。またマイクロコンピュータ２の出入力端子を通信インターフェース６を介して充電装置１の通信端子６ａに接続し、マイクロコンピュータ２はこの通信端子６ａより、バッテリパック１０のバッテリセル１１の電圧Ｖｃ、充電電流Ｉｃ、充電電流積算値Ｑ、温度依存係数ｈ１（Ｔ），ｈ２（Ｔ）、規準容量Ｂのデータを得る如くする。
【００１５】
このバッテリパック１０としては図１に示す如きものを使用する。即ち、このバッテリパック１０の正極端子１１ａを例えばリチウムイオン２次電池より成るバッテリセル１１の正極に接続すると共にこのバッテリパック１０の負極端子１１ｂを充電電流Ｉｃの検出用の抵抗器１２を介してバッテリセル１１の負極に接続する。
【００１６】
この充電電流Ｉｃの検出用の抵抗器１２により検出された充電電流Ｉｃをバッテリパック１０を制御するマイクロコンピュータ１３に供給すると共にこのバッテリセル１１の両端間に直列に接続されたバッテリセル電圧検出用の抵抗器１４ａ及び１４ｂの接続中点に得られる電圧をこのマイクロコンピュータ１３に供給し、このマイクロコンピュータ１３でバッテリセル電圧Ｖｃを得る如くする。
【００１７】
また、このバッテリセル１１の両端間に抵抗器１５ａ及び温度検出素子１５ｂの直列回路を接続し、この抵抗器１５ａ及び温度検出素子１５ｂの接続中点に得られる電圧をマイクロコンピュータ１３に供給し、このマイクロコンピュータ１３でバッテリセル１１の温度依存係数ｈ１（Ｔ），ｈ２（Ｔ）のデータを得る如くすると共に、このマイクロコンピュータ１３で充電電流積算値Ｑを計算する如くする。また、このマイクロコンピュータ１３に設けられたメモリにこのバッテリセル１１の規準容量Ｂが記憶されているものとする。
【００１８】
このバッテリパック１０のマイクロコンピュータ１３の出入力端子を通信インターフェース１６を介して、このバッテリパック１０の通信端子１６ａに接続する。
【００１９】
この充電装置１でバッテリパック１０のバッテリセル１１を充電するときには充電装置１の正の充電端子３ａをバッテリパック１０の正極端子１１ａに接続すると共に充電装置１の負の充電端子３ｂをバッテリパック１０の負極端子１１ｂに接続し、充電装置１の通信端子６ａをバッテリパック１０の通信端子１６ａに接続する如くする。
【００２０】
本例においては、充電装置１のマイクロコンピュータ２で、充電中のバッテリパック１０のバッテリセル１１の実用充電（９０％充電）所要時間、満充電所要時間及び充電中の現在の充電容量で、駆動する電子機器の使用可能時間を計算し、この計算結果を液晶より成る表示装置４で表示する如くする。
【００２１】
この実用充電所要時間Ｔｊは次のようにして計算する。
バッテリパック１１の充電電流が定電流（例えば１．５Ａ定電流）領域にあるときの実用充電所要時間Ｔｊａは

である。ここでＢはバッテリセル１１の規準容量、Ｑは充電電流積算値、Ｉｃは充電電流、αｎはバッテリセルの種別ごとの補正値（温度補正も含む）である。
【００２２】
またバッテリパック１１の充電電流が定電流領域以外にあるときの実用充電所要時間Ｔｊｂは

である。ここでＩｔｎはバッテリセルの種別ごとの実用充電終了時の充電電流である。
【００２３】
満充電所要時間Ｔｆは上述実用充電終了前は
Ｔｆ＝Ｔｊａ＋６０分
または
Ｔｆ＝Ｔｊｂ＋６０分
である。
【００２４】
また実用充電終了後でＩｃ＞ＩｔｆのときはＴｆ＝６０分であり、Ｉｃ≦ＩｔｆのときはＴｆ＝３０分である。ここでＩｔｆは満充電判別充電電流しきい値である。
【００２５】
また、充電容量は、以下の計算式により求まる充電電流積算残量Ｓと、バッテリセル１１の全容量との割合で求めることができる。
充電電流積算残量Ｓ＝（Ｑ−ｇ（Ｗ））×ｈ２（Ｔ）
ここでｇ（Ｗ）はバッテリセル１１の電子機器の動作可能最低電圧から完全放電までの放電積算値であり、消費電力Ｗに依存している。
この場合温度依存を考慮しないときはこの充電電流積算残量Ｓは
Ｓ＝Ｑ−ｇ（Ｗ）
である。
充電容量＝Ｓ／バッテリセルの全容量
【００２６】
また充電中の現在の充電容量での電子機器の使用可能時間は以下に示す計算式によって充電電流積算残量Ｓにｆ（Ｗ）と温度係数ｈ１（Ｔ）をかけたものから求めることができる。即ち
使用可能時間Ｒ＝Ｓ×ｆ（Ｗ）×ｈ１（Ｔ）
であり、ここで、ｆ（Ｗ）は充電電流積算値Ｑを使用可能時間に変換する係数であり、電子機器の消費電力に依存している。
【００２７】
この場合温度依存を考慮しないときはこの使用可能時間Ｒは
Ｒ＝Ｓ×ｆ（Ｗ）
となる。ここで、上述計算に当たり、この充電するバッテリパック１０の使用電子機器の消費電力Ｗをマイクロコンピュータ２のメモリに記憶する如くしておく。
【００２８】
この充電装置１の外観を、図２に示す。この図２において、２０は充電しようとするバッテリパック１０の装着部、４は液晶による表示装置、２１は表示装置４の時間表示を切り替える切り替えボタン、２２は充電動作にする動作モードスイッチ、２３は充電状態を示す充電ＬＥＤである。
【００２９】
本例においては表示装置４の液晶パネルを例えば図３に示す如く表示するようにする。この図３につき説明するに、先ず実用充電所要時間、満充電所要時間及び充電中の現在の充電容量で使用可能時間は数字で何時何分と時間表示部３０で表示する如くなされ、この表示は切り替えボタン２１で切り替える如くしている。
【００３０】
この切り替えボタン２１で、実用充電所要時間表示を選択したときは、充電状態表示部３１で「実用充電終了まで」と点灯し、時間表示部３０で、実用充電所要時間が何時何分と表示される。
【００３１】
次に、切り替えボタン２１で、満充電所要時間表示を選択したときは、充電状態表示部３１で「満充電終了まで」と点灯し、時間表示部３０で満充電所要時間が何時何分と表示される。
【００３２】
この実用充電所要時間表示及び満充電所要時間表示の場合、現在の時刻に上述所要時間を加算して時間表示部３０に直接そのバッテリセルのその充電終了の時刻を表示するようにしても良い。
【００３３】
更に次に、切り替えボタン２１で上述使用可能時間表示を選択したときは、「使用可能時間」の文字部３２が点灯し、時間表示部３０で、使用可能時間が何時何分と表示される。
【００３４】
また、バッテリーマークの充電容量表示部３３は充電中は枠が点灯し、この内部のバーが充電容量に応じて増え、実用充電（９０％充電）が終了するとすべてが点灯する如くなす。また満充電まで終了すると「ＦＵＬＬ」の文字部３４が点灯する。
【００３５】
また充電中に異常が生じたときは「充電異常」の文字部が点滅する如くなされている。
【００３６】
また本例においては、マイクロコンピュータ２によりブザー５を制御する如くする。本例においては、このブザー５は電源投入時（コンセント接続時）「ピー」と通常より長めに１回ならす如くし、充電開始時に「ピッ」と１回鳴る如くし、満充電終了時に「ピッピッ」と２回鳴る如くし、充電異常時及び誤操作時（例えば表示切り替えボタン２１の操作が有効でないときに操作した時）に「ピッピッピッ」と３回鳴る如くする。
【００３７】
またこのブザー５を鳴らしたくないときには、例えば表示切り替えボタン２１を押しながら電源投入（コンセントの接続）を行う如くする。この場合は以後電源を抜くまでブザー５を鳴らさないようにできる。
【００３８】
次に本例による充電装置１によりバッテリパック１０のバッテリセル１１を充電する例につき図４のフローチャートに従って、説明する。
【００３９】
先ず充電装置１の充電回路３に商用電源を供給する如くすると共にこの充電装置１にバッテリパック１０を装着し、充電端子３ａ及び３ｂを正極及び負極端子１１ａ及び１１ｂに接続すると共に通信端子６ａと通信端子１６ａとを接続する。このときマイクロコンピュータ２によりこの装着されているバッテリパックは充電可能なバッテリパックかどうか判断し（ステップＳ１）、例えば乾電池等充電が不可のものならば充電を終了する。
【００４０】
この装着されているバッテリパック１０が充電可能なときはバッテリパック１０のバッテリセル１１に充電装置１の充電回路３から充電電流を供給すると共にステップＳ２に移行する。ステップＳ２においては充電装置１のマイクロコンピュータ２はバッテリパック１０から送信されてくるバッテリセル電圧Ｖｃのデータ、充電電流Ｉｃのデータ、充電電流積算値（放電電流積算値）Ｑのデータ、温度依存係数ｈ１（Ｔ），ｈ２（Ｔ）のデータ、規準容量Ｂのデータ、その他のバッテリ種別データを受信する。また、この充電しようとするバッテリパック１０を使用する例えばビデオカメラ等の電子機器の消費電力Ｗのデータも受信して又は別手段によりこのマイクロコンピュータ２に設けられたメモリに保存する如くする。
【００４１】
次にステップＳ３に移行し、このマイクロコンピュータ２はステップＳ２で得たデータを基にして先に述べた計算式で実用充電所要時間の計算、満充電所要時間の計算及び現在の充電容量での使用可能時間の計算を行う。
【００４２】
次に、この実用充電所要時間、満充電所要時間及び使用可能時間の計算の結果が表示可能かどうかを判断し（ステップＳ４）、表示が可能なときには充電装置１の表示装置４に図３に示す如くして表示する如くする。この場合、本例では実用充電所要時間、満充電所要時間及び現在の充電容量での使用可能時間を表示切り替えボタン２１で切り替えて選択的に表示する如くする。上述を充電終了まで繰り返す如くする。
【００４３】
以上述べた如く、本例によれば充電中に実用充電所要時間、満充電所要時間及び充電中に現在の充電容量でバッテリパック１０により駆動する電子機器の使用可能時間を表示（知る）することができる。更に上述例では充電において発生した異常状態、操作手順の誤りを表示、警告することができる。
【００４４】
従って、本例によればユーザはバッテリパック１０のバッテリセル１１の充電状況を実時間で知ることができ、ユーザが必要とするだけの充電をこのバッテリパック１０のバッテリセル１１に行うことができ計画的かつ効率的な充電を行うことができる利益がある。
【００４５】
尚、本発明は上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によればバッテリパックの充電所要時間を算出して表示するようにしたので、このバッテリパックが何時間後に充電が終了するかを知ることができる。
【００４７】
また本発明によれば充電中のバッテリパックを使用する電子機器の使用可能時間を算出して表示するようにしたので、充電中の現在の充電容量で何時間使用できるかを知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明充電装置の実施の形態の例を示す構成図である。
【図２】充電装置の例の外観を示す斜視図である。
【図３】表示パネルの例を示す線図である。
【図４】本発明の説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
１‥‥充電装置、２，１３‥‥マイクロコンピュータ、３‥‥充電回路、３ａ，３ｂ‥‥充電端子、４‥‥表示装置、５‥‥ブザー、６，１６‥‥通信インターフェース、６ａ，１６ａ‥‥通信端子、１０‥‥バッテリパック、１１‥‥バッテリセル、１１ａ‥‥正極端子、１１ｂ‥‥負極端子、２０‥‥バッテリパック装着部、２１‥‥表示切り替えボタン、３０‥‥時間表示部、３１‥‥充電状態表示部、３２‥‥「使用可能時間」の文字部、３３‥‥充電容量表示部

Claims

バッテリパックのバッテリセルを充電する充電回路と、
前記バッテリパックよりのバッテリセルの基準容量Ｂ、充電電流Ｉｃ及び充電電流積算値Ｑを得る通信手段と、
前記バッテリセルの基準容量Ｂ、充電電流Ｉｃ及び充電電流積算値Ｑより前記バッテリセルの充電所要時間を算出する演算手段と、
前記演算手段の演算結果を表示する表示手段とを有し、
前記演算手段は、前記バッテリパックの充電電流が定電流領域にあるときの実用充電所要時間Ｔｊａ、
Ｔｊａ＝（Ｂ−Ｑ）／Ｉｃ＋αｎ
を算出し、前記バッテリパックの充電電流が定電流領域以外にあるときの実用充電所要時間Ｔｊｂ、
Ｔｊｂ＝（Ｂ−Ｑ）／｛（Ｉｃ−Ｉｔｎ）／２＋Ｉｔｎ｝
を算出し、前記バッテリセルの満充電所要時間を算出して、充電所要時間を前記表示手段に表示するようにしたことを特徴とする充電装置。
但し、αｎはバッテリセルの種別ごとの補正値、Ｉｔｎはバッテリセルの種別ごとの実用充電終了時の充電電流である。
請求項１記載の充電装置において、
前記通信手段により前記バッテリパックよりのバッテリセルの電圧情報及び温度情報をも得るようにしたことを特徴とする充電装置。
請求項１記載の充電装置において、
前記充電所要時間が前記満充電所要時間又は前記実用充電所要時間であることを特徴とする充電装置。
請求項１記載の充電装置において、
前記演算手段に前記バッテリパックを使用する電子機器の消費電力Ｗを供給して、前記演算手段により前記バッテリセルの充電中の現在の充電容量で前記バッテリパックを使用する電子機器の使用可能時間を算出して前記表示手段に表示するようにしたことを特徴とする充電装置。